魯科版必修2 4.4 離心運(yùn)動(dòng) 課件（25張）.ppt

1 第4節(jié)離心運(yùn)動(dòng) 2 我們小時(shí)候大都喜歡吃棉花糖 而且當(dāng)時(shí)一定非常奇怪 為什么一顆一顆的白砂糖 經(jīng)過(guò)機(jī)器一轉(zhuǎn) 就變成又松又軟的 棉花 不斷向外 飛出 呢 思考 3 離心運(yùn)動(dòng) 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 在所受的合力突然消失或者不足以提供做 不計(jì) 圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下 物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng) 認(rèn)識(shí)離心運(yùn)動(dòng) 離心的條件 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力消失或不足以提供所需的向心力 4 離心運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 1 做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 當(dāng)f合 0時(shí) 它就以這一時(shí)刻的線速度沿切線方向飛出去 2 當(dāng)f合 f向時(shí)做半徑越來(lái)越大的運(yùn)動(dòng) 它不是沿圓周切線方向飛出 3 做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的 離心力 作用 因?yàn)闆](méi)有任何物體提供這種力 4 離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是由于慣性 5 例1 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 向心力突然消失 則下列說(shuō)法正確的是 a 物體將繼續(xù)在原來(lái)的圓周上運(yùn)動(dòng)b 物體將沿著圓周的切線方向飛出去c 物體將沿著切線和圓周運(yùn)動(dòng)之間的某一條曲線向遠(yuǎn)離圓心的方向運(yùn)動(dòng)d 以上說(shuō)法都不對(duì) b 6 離心機(jī)械 離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 離心干燥器的金屬網(wǎng)籠 利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉的裝置 o f mr 2 f v 工作原理 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí) 水滴跟物體的附著力f 足以提供所需的向心力f 使水滴做圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí) 附著力f不足以提供所需的向心力f 于是水滴做離心運(yùn)動(dòng) 穿過(guò)網(wǎng)孔 飛到網(wǎng)籠外面 7 洗衣機(jī)甩桶 工作原理 當(dāng)脫水筒快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 脫水筒內(nèi)衣物與水之間的附著力如果小于水做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力 水就會(huì)與衣物分離 甩出脫水筒 8 離心水泵 水泵內(nèi)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)地葉輪 葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)葉片間的水一起轉(zhuǎn)動(dòng)并將水甩出出水管口 同時(shí)在葉輪中心附近形成一個(gè)低壓區(qū) 在大氣壓的作用下 水沿著進(jìn)水管進(jìn)入泵體 9 用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí) 縮口的阻力f足以提供所需的向心力 縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí) 阻力f不足以提供所需的向心力 水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi) 10 要使原來(lái)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體做離心運(yùn)動(dòng) 可采取哪些措施 a 提高轉(zhuǎn)速 使所需向心力增大到大于物體所受合外力 b 減小合外力或使其消失 思考 11 制作 棉花 糖的原理 其內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似 里面加入白砂糖 加熱使糖熔化成糖汁 內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn) 黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng) 從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去 成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒 并迅速冷卻凝固 變得纖細(xì)雪白 像一團(tuán)團(tuán)棉花 12 離心運(yùn)動(dòng)的危害及其防止 v f 汽車 在水平公路上行駛的汽車 轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的 如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大 所需向心力f大于最大靜摩擦力fmax 汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故 因此 在公路彎道處 車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度 13 過(guò)荷 飛機(jī)攀高或翻飛旋轉(zhuǎn)時(shí) 會(huì)造成飛行員瞬間大腦缺血 四肢沉重的現(xiàn)象 可以通過(guò)離心機(jī)來(lái)研究 測(cè)試 訓(xùn)練人體的抗荷能力 14 要防止離心現(xiàn)象發(fā)生 該采取哪些措施呢 a 減小物體運(yùn)動(dòng)的速度 使物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小 b 增大合外力 使其達(dá)到物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力 思考 15 a 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 在所受合外力突然消失時(shí) 將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心 b 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 在所受合外力突然消失時(shí) 將沿圓周切線方向離開(kāi)圓心 c 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體 它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力 維持其做圓周運(yùn)動(dòng) d 做離心運(yùn)動(dòng)的物體 是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故 例2下列說(shuō)法正確的是 b 16 1 為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn) 打滑 的現(xiàn)象 可以 a 增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度b 減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度c 增大汽車與路面間的摩擦d 減小汽車與路面間的摩擦a a bb a cc b dd b c d 17 2 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的有 a 提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速 可以使衣服甩得更干b 轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘 水滴將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心c 為了防止發(fā)生事故 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪 飛輪等不能超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速d 離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理 b 18 3 質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿p插在桌面上 桿上端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球 今使小球在水平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 角速度為 如圖所示 則桿的上端受到的作用力大小是 a b c d 不能確定 c 19 4 如圖所示 半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上 它與圓筒的摩擦因數(shù)為 為使a不下落 圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度至少為 a b c d d 20 5 如圖所示 在圓柱形房屋天花板中心o點(diǎn)懸掛一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩 繩的下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球 已知繩能承受的最大拉力為2mg 小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)速度逐漸增大到繩斷裂后 小球恰好以速度v2 落到墻角邊 求 1 繩斷裂瞬間小球的速度v1 2 圓柱形房屋的高度h和半徑r 21 解析 繩斷裂前小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng) 繩斷裂后小球沿切線方向做平拋運(yùn)動(dòng) 直到落地 小球做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程滿足機(jī)械能守恒定律 1 繩斷前瞬間小球受力如圖所示 由于tm 2mg cos mg tm 1 2 60 f合 mgtan60 mv21 r r l sin 解得v1 22 2 小球從拋出到落地 根據(jù)機(jī)械能守恒定律mv21 mgh1 mv22 式中h1為繩斷裂時(shí)小球距地面的高度由上式解得h1 設(shè)繩斷裂時(shí)小球距天花板的高度為h2 則h2 lcos60 故房屋的高度h h1 h2 23 繩斷裂后小球沿圓周的切線方向做平拋運(yùn)動(dòng) 設(shè)小球從拋出至落地的水平射程為x 如圖所示 x v1t h1 gt2 r 解得r 3l 24 一 什么是離心運(yùn)動(dòng) 1 離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象 2 離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的體現(xiàn) 不存在所謂的 離心力 3 做離心運(yùn)動(dòng)的條件 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力消失或不足